高中物理--核力与结合能练习

高中物理-核力与结合能练习

夯基达标

1.关于质能方程,下列哪些方法是正确的（ ）

A.质量减少,能量就会增加,在一定条件下质量转化为能量

B.物体获得一定的能量,它的质量也相应地增加一定值

C.物体一定有质量,但不一定有能量,所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系

D.某一定量的质量总是与一定量的能量相联系的

思路解析：质能方程E =m c 2表明某一定量的质量与一定量的能量是相联系的,当物体获

得一定的能量,即能量增加某一定值时,它的质量也相应增加一定值,并可根据ΔE =Δm c 2进

行计算,所以B 、D 正确.

答案：BD

2.核子结合成原子核或原子核分解为核子时,都伴随着巨大的能量变化,这是因为( )

A.原子核带正电,电子带负电,电荷间存在很大的库仑力

B.核子具有质量且相距很近,存在很大的万有引力

C.核子间存在着强大的核力

D.核子间存在着复杂磁力

思路解析：核反应中核能的变化是因为核子间存在着特别强大的核力,不是因为万有引力,也不是因为库仑力或磁场力,这些力与核力相比都很小.故仅C 正确.

答案：C

3.用质子轰击锂核（Li 7

3）生成两个α粒子,以此进行有名的验证爱因斯坦质能方程的实验.已知质子初动能是0.6 MeV,质子、α粒子和锂核的质量分别是1.007 3 u 、4.001 5 u 和7.016 0 u.已知1u 相当于931.5MeV,则下列叙述中正确的是( )

A.此反应过程质量减少0.010 3 u

B.生成的两个α粒子的动能之和是18.3Me V

C.核反应中释放的能量是18.9MeV

D.生成的两个α粒子的动能之和是19.5MeV

思路解析：可先求出质量亏损,再由质能方程计算出核反应所释放的能量,并进行逐项判定.

答案：CD

4.对公式ΔE =Δmc 2,下列说法中正确的是( )

A.能量可以转化为质量

B.质量可以转化为能量

C.能量的转化与质量的转化是成比例的

D.在核反应中,能量与质量都不守恒

思路解析：ΔE =Δm c 2只是说明质量亏损和释放出核能这两种现象间的联系,并不是说明

物体的质量和能量之间存在着相互转化关系,故A 、B 错误,C 正确.我们都知道,在核反应中,能量和质量并不违反守恒定律,故D 错误.

答案：C

5.一个铀衰变为钍核时释放出一个α粒子,已知铀核的质量为3.853 131×10-25kg,钍核的质

量为3.786 567×10-25kg,α粒子的质量为6.646 72×10-27kg.在这个衰变过程中释放出的能

量等于_______J （保留两个有效数字）.

思路解析：由质能方程知,放出的能量为

ΔE =Δm c 2=(3.853 131×10-25-3.786

567×10-25-6.646 72×10-27)×(3×108)2J=8.7×10-13 J.

答案：8.7×10

-13 6.一个锂核（Li 73）受到一个质子轰击,变成两个α粒子,这一过程的核反应方程是________.

已知一个氢原子质量为1.673 6×10-27kg,一个锂原子的质量是11.650 5×10-27kg,一个氦原

子质量是6.646 6×10-27kg,上述反应所释放的能量为________J.

思路解析：核反应方程为He 2H Li 421173→+由质能方程知,放出的能量为

ΔE =Δm ·c 2=(1.673

6×10-27+11.650 5×10-27-2×6.646 6×10-27)×(3×108)2 J=2.78×10-12J

答案：He 2H Li 421173→+ 2.78×10-12

7.科学家_______发现了质子,其核反应方程为___________；科学家_________发现了中子,其核反应方程为__________；科学家___________第一次用人工方法获得放射性同位素,其核反应方程为_______________.

思路解析：正确认识物理学史问题,这是高考考点之一.

答案：卢瑟福

H O He N 1117842147+→+查德威克n C He Be 101264294+→+小居里夫妇n P He Al 1030154

227

13+→+、e Si P 0130143015+→（正电子）

8.一个α粒子击中一个硼B 115变成一个未知粒子和碳14,还放出0.75×106eV 的能量,写出

核反应方程式,反应过程中质量亏损为___________kg.

思路解析：根据质量数和电荷数守恒可以写出核反应方程为H C B He 1114611542+→+；由爱

因斯坦的质能方程ΔE =Δm c 2,得2c

E m ∆=∆,代入数据计算得Δm =1.3×10-30 kg. 答案：H C B He 1114611542+→+

9.1993年,中国科学院上海原子核研究所制得了一种新的铂元素的同位素

Pt 202

78.制取过程如下：（1）用质子轰击铍Be 94产生快中子；（2）用快中子轰击汞

Hg 20480（反应过程可能有两种：①生成Pt 202

78,放出氦原子核；②生成Pt 20278,放出质子、中子）

；（3）生成的铂Pt 20278发生两次衰变,变成稳定的原子核汞Hg 204

80.写出上述核反应方程式.

思路解析：此题只要严格按照写核反应的原则进行,一般不会出错的.写核反应方程的原则是：

（1）质量数守恒和电荷数守恒；

（2）中间用箭头,不能写成等号.因两端仅仅是质量数守恒,没有体现质量相等；也不能仅画一条横线,因箭头的方向还表示核反应进行的方向；

（3）能量守恒,但中学阶段不作要求；